Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Tiêu thụ oxy đáy và vòng tuần hoàn chất hữu cơ trong cát trên thềm lục địa nghèo chất hữu cơ, có độ thấm cao
Tóm tắt
Độ thấm cao của trầm tích và dòng chảy mạnh gần đáy biển đã khiến nước biển xâm nhập vào các lớp bề mặt của các trầm tích trên thềm Middle Atlantic Bight. Trong nghiên cứu này, các mẫu cát được lấy từ độ sâu 11 đến 12 mét đã được thấm với nước biển đã được lọc trên tàu. Tiêu thụ oxy trầm tích (SOC) tăng lên không theo tỷ lệ tuyến tính với dòng chảy nước trong lỗ, gần đạt mức tối đa 120 mmol m−2 d−1 (tháng 5 năm 2001) hoặc 75 mmol m−2 d−1 (tháng 7 năm 2001). Việc bổ sung acetat vào nước chảy vào đã nhanh chóng tăng cường việc giải phóng carbon vô cơ hòa tan (DIC) từ các mẫu cát. Tốc độ sản xuất DIC là một hàm tuyến tính của nồng độ acetat, dao động từ 100 đến 300 mmol m−2 d−1 mà không cần bổ sung chất nền đến 572 mmol m−2 d−1 với 100 mM acetat. Các trầm tích cũng đã thủy phân một pseudopolymer glucose, và glucose tự do đã thúc đẩy việc tăng SOC. Kết quả của chúng tôi cho thấy tốc độ phân hủy chất hữu cơ trong cát có độ thấm cao có thể vượt quá những trầm tích giàu chất hữu cơ có kích thước hạt mịn, khi dòng nước gây ra dòng chảy giữa các lỗ, cung cấp cho cộng đồng vi sinh vật dưới bề mặt nguyên liệu có thể phân hủy và các chất nhận điện tử. Chúng tôi kết luận rằng các lớp cát có độ thấm cao của Middle Atlantic Bight có khả năng phản ứng trong vòng vài phút đến vài giờ và hoạt động hiệu quả như những bộ lọc xúc tác sinh học.
Từ khóa
#tiêu thụ oxy đáy #trầm tích #độ thấm #carbon vô cơ hòa tan #cát có độ thấm cao #vòng tuần hoàn chất hữu cơTài liệu tham khảo
R.C. Aller (1994) ArticleTitleBioturbation and remineralization of sedimentary organic matter: Effects of redox oscillation Chem. Geol. 114 331–345 Occurrence Handle10.1016/0009-2541(94)90062-0
F.Ø. Andersen W. Helder (1987) ArticleTitleComparison of oxygen microgradients, oxygen flux rates and electron transport system activity in coastal marine sediments Mar. Ecol. Progr. Ser. 37 259–264
M.P. Bacon R.A. Belastock M.H. Bothner (1994) ArticleTitle210Pb balance and implications for particle transport on the continental shelf, U.S. Middle Atlantic Bight Deep Sea Res. II 41 511–535 Occurrence Handle10.1016/0967-0645(94)90033-7
C. Bélanger B. Desrosiers K. Lee (1997) ArticleTitleMicrobial extracellular enzyme activity in marine sediments: Extreme pH to terminate reaction and sample storage Aquat. Microb. Ecol. 13 187–196
P. Berg H. Røy F. Janssen V. Meyer B.B. Jørgensen M. Huettel D. Beer Particlede (2003) ArticleTitleOxygen uptake by aquatic sediments measured with a novel non-invasive eddy-correlation technique Mar. Ecol. Progr. Ser. 261 75–83
A. Boetius K. Lochte (1994) ArticleTitleRegulation of microbial enzymatic degradation of organic matter in deep-sea sediments Mar. Ecol. Progr. Ser. 104 299–307 Occurrence Handle10.3354/meps104299
M.E. Böttcher B. Hespenheide E. Llobet-Brossa C. Beardsley O. Larsen A. Schramm A. Wieland G. Böttcher U.G. Berninger R. Amann (2000) ArticleTitleThe biogeochemistry, stable isotope geochemistry, and microbial community structure of a temperate intertidal mudflat: An integrated study Continen. Shelf Res. 20 1749–1769 Occurrence Handle10.1016/S0278-4343(00)00046-7
B. Dauwe J.J. Middelburg P.M.J. Herman (2001) ArticleTitleThe effect of oxygen on the degradability of organic matter in subtidal and intertidal sediments of the North Sea area Mar. Ecol. Progr. Ser. 215 13–22
J.L. Falter F.J. Sansone (2000) ArticleTitleHydraulic control of pore water geochemistry within the oxic-suboxic zone of a permeable sediment Limnol. Oceanogr. 45 550–557 Occurrence Handle10.4319/lo.2000.45.3.0550
S. Forster M. Huettel W. Ziebis (1996) ArticleTitleImpact of boundary layer flow velocity on oxygen utilization in coastal sediments Mar. Ecol. Progr. Ser. 143 173–185
P.O.J. Hall R.C. Aller (1992) ArticleTitleRapid, small-volume, flow injection analysis for ΣCO2 and NH +4 in marine and freshwaters Limnol. Oceanogr. 37 1113–1119 Occurrence Handle10.4319/lo.1992.37.5.1113
M. Holmer (1996) ArticleTitleComposition and fate of dissolved organic carbon derived from phytoplankton detritus in coastal marine sediments Mar. Ecol. Progr. Ser. 141 217–228
M. Huettel G. Gust (1992) ArticleTitleImpact of bioroughness on interfacial solute exchange in permeable sediments Mar. Ecol. Progr. Ser. 89 253–267
M. Huettel A. Rusch (2000) ArticleTitleTransport and degradation of phytoplankton in permeable sediment Limnol. Oceanogr. 45 534–549 Occurrence Handle10.4319/lo.2000.45.3.0534
M. Huettel W. Ziebis S. Forster G.W. Luther SuffixIII (1998) ArticleTitleAdvective transport affecting metal and nutrient distributions and interfacial fluxes in permeable sediments Geochim. Cosmochim. Acta 62 613–631 Occurrence Handle10.1016/S0016-7037(97)00371-2
M. Huettel W. Ziebis S. Forster (1996) ArticleTitleFlow-induced uptake of particulate matter in permeable sediments Limnol. Oceanogr. 41 309–322 Occurrence Handle10.4319/lo.1996.41.2.0309
L.J. Kerkhof M.A. Voytek R.M. Sherrell D. Millie O. Schofield (1999) ArticleTitleVariability in bacterial community structure during upwelling in the coastal ocean Hydrobiologia 401 139–148 Occurrence Handle10.1023/A:1003734310515
I. Klimant V. Meyer M. Kühl (1995) ArticleTitleFiber-optic oxygen microsensors, a new tool in aquatic biology Limnol. Oceanogr. 40 1159–1165 Occurrence Handle10.4319/lo.1995.40.6.1159
E. Kristensen K. Hansen (1995) ArticleTitleDecay of plant detritus in organic-poor marine sediment: Production rates and stoichiometry of dissolved C and N compounds J. Mar. Res. 53 675–702 Occurrence Handle10.1357/0022240953213115
E. Llobet-Brossa R. Rosselló-Mora R. Amann (1998) ArticleTitleMicrobial community composition of Wadden Sea sediments as revealed by fluorescence in situ hybridization Appl. Environ. Microbiol. 64 2691–2696
R.C. Newell (1970) Biology of Intertidal Animals American Elsevier New York
C.A. Pilditch C.W. Emerson J. Grant (1998) ArticleTitleEffect of scallop shells and sediment grain size on phytoplankton flux to the bed Continent. Shelf Res. 17 1869–1885 Occurrence Handle10.1016/S0278-4343(97)00050-2
E. Precht U. Franke L. Polerecky M. Huettel (2003) ArticleTitleOxygen dynamics in permeable sediments with wave-driven pore water exchange Limnol. Oceanogr. 48 1674–1684 Occurrence Handle10.4319/lo.2003.48.4.1674
Reimers C. E., Stecher III H. A., Taghon G. L., Fuller C. M., Huettel M., Rusch A., Ryckelynck N. and Wild C. (2004) In situ measurements of advective solute transport in permeable shelf sands. Continent. Shelf Res. 24:183–201
N.P. Revsbech (1989) ArticleTitleAn oxygen microsensor with a guard cathode Limnol. Oceanogr. 34 474–478 Occurrence Handle10.4319/lo.1989.34.2.0474
H. Røy M. Huettel B.B. Jørgensen (2002) ArticleTitleThe role of small-scale sediment topography for oxygen flux across the diffusive boundary layer Limnol. Oceanogr. 47 837–847 Occurrence Handle10.4319/lo.2002.47.3.0837
A. Rusch S. Forster M. Huettel (2001) ArticleTitleBacteria, diatoms and detritus in an intertidal sandflat subject to advective transport across the water-sediment interface Biogeochemistry 55 1–27 Occurrence Handle10.1023/A:1010687322291
A. Rusch M. Huettel (2000) ArticleTitleAdvective particle transport into permeable sediments – evidence from experiments in an intertidal sandflat Limnol. Oceanogr. 45 525–533 Occurrence Handle10.4319/lo.2000.45.3.0525
A. Rusch M. Huettel S. Forster (2000) ArticleTitleParticulate organic matter in permeable marine sands – dynamics in time and depth Estuarine, Coast. Shelf Sci. 51 399–414 Occurrence Handle10.1006/ecss.2000.0687
A. Rusch M. Huettel C.E. Reimers G.L. Taghon C.M. Fuller (2003) ArticleTitleActivity and distribution of bacterial populations in Middle Atlantic Bight shelf sands FEMS Microbiol. Ecol. 44 89–100
D.J. Scala L.J. Kerkhof (2000) ArticleTitleHorizontal heterogeneity of denitrifying bacterial communities in marine sediments by terminal restriction fragment length polymorphism analysis Appl. Environ. Microbiol. 66 1980–1986 Occurrence Handle10.1128/AEM.66.5.1980-1986.2000
K.T. Shum (1992) ArticleTitleWave-induced advective transport below a rippled water–sediment interface J. Geophys. Res. – Oceans 97 789–808 Occurrence Handle10.1029/91JC02101
S.E. Silliman R. Dunlap M. Fletcher M.A. Schneegurt (2001) ArticleTitleBacterial transport in heterogeneous porous media: Observations from laboratory experiments Water Res. Res. 37 2699–2707 Occurrence Handle10.1029/2001WR000331
J.M. Skopp (2000) Physical properties of primary particles M.E. Sumner (Eds) Handbook of Soil Science, Chap 1 CRC Press Boca Raton A3–A17
R.B. Styles (1998) A continental shelf bottom boundary layer model: Development, calibration and applications to sediment transport in the Middle Atlantic Bight Rutgers University New Brunswick, NJ 261
M.-Y. Sun R.C. Aller C. Lee S.G. Wakeham (2002) ArticleTitleEffects of oxygen and redox oscillation on degradation of cell-associated lipids in surficial marine sediments Geochim. Cosmochim. Acta 66 2003–2012 Occurrence Handle10.1016/S0016-7037(02)00830-X
L.J. Thibodeaux J.D. Boyle (1987) ArticleTitleBedform-generated convective transport in bottom sediment Nature 325 341–343 Occurrence Handle10.1038/325341a0
U. Thomsen E. Kristensen (1997) ArticleTitleDynamics of ΣCO2 in a surficial sandy marine sediment: The role of chemoautotrophy Aquat. Microb. Ecol. 12 165–176
J.E. Webb J. Theodor (1968) ArticleTitleIrrigation of submerged marine sands through wave action Nature 220 682–685
S.B. Wilde C.J. Plante (2002) ArticleTitleSpatial heterogeneity of bacterial assemblages in marine sediments: The influence of deposit feeding by Balanoglossus aurantiacus Estuarine, Coast. Shelf Sci. 55 97–107 Occurrence Handle10.1006/ecss.2001.0889
L.W. Winkler (1888) ArticleTitleThe determination of dissolved oxygen in water Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft 21 2843–2857
R. Wollast (1991) The coastal organic carbon cycle: fluxes, sources, and sinks R.F.C. Mantoura J.M. Martin R. Wollast (Eds) Ocean Margin Processes in Global Change John Wiley & Sons New York
W. Ziebis M. Huettel S. Forster (1996) ArticleTitleImpact of biogenic sediment topography on oxygen fluxes in permeable sediments Mar. Ecol. Progr. Ser. 140 227–237